CN103321675A - 煤矿井下矸石气力输送充填方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种煤矿井下矸石气力输送方法及设备，采用空气压缩机、储气罐、高压风管、给料装置和气力输送管道的组合配套，在煤矿井下将矸石物料送至采空区和“三下”压煤等充填区。通过旋流发生管使颗粒分布均匀，颗粒轴向速度较水平直管增大60%以上，并通过旋流发生管大大提高了系统输送矸石颗粒的能力；利用管道进行输送，系统密闭，粉尘飞扬逸出少，环境友好；输送管道能灵活布置，简化了设备工艺和配置，解决了煤矿井下矸石气力输送所存在动力消耗大和管道磨损严重的问题。其结构简单，操作方便，使用效果好。

Description

煤矿井下矸石气力输送充填方法及设备
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下矸石气力输送方法及设备，尤其适用于矿山井下矸石的输送。
背景技术
我国是世界产煤、耗煤大国，煤炭在我国一次性能源消费中所占比例最大，而矸石是煤炭开采的伴生物，致使矸石大量堆积，占有土地资源，采空区和塌陷区在不断扩大。因此，矸石山的存在已经对矿区环境和居民生活带来严重的影响。同时我国“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)积压着大量的煤炭资源，开采率极低，工作面效率低，造成极大的资源浪费。近年来，煤炭行业竞相发展应用煤矸分离和矸石回填技术，把矸石用于充填采空区和“三下”压煤区，可以有效地解决矸石山和“三下”压煤区所存在的问题。
矸石输送是实现矸石井下充填的关键技术之一。现见于报道的有抛矸机抛矸充填、刮板输送机卸矸充填、气力充填、似膏体自流充填和矸石泵送充填，其中气力充填在国外应用较多。我国对气力充填也进行了试用，结果表明与上述其他充填技术相比，该充填系统密闭且布置灵活，可实现平行作业，占用巷道空间小，便于物料输运和各种处理设备配置等优点。但存在动力消耗大和管道磨损严重的问题，限制了这一技术的推广应用。因此，需要研究一种动力消耗小、管道磨损少的煤矿井下矸石气力输送充填方法及设备。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种煤矿井下矸石气力输送方法及设备，以解决煤矿井下矸石气力输送所存在动力消耗大和管道磨损严重的问题。
技术方案：本发明所述的煤矿井下矸石气力输送方法，包括下步骤：
a、在井下依次设置并联接空气压缩机、储气罐、给料装置和通向采空区和“三下”压煤充填区域的气力输送管道；
b、利用空气压缩机向储气罐中充气，使储气罐内气体达到设定工作压力；
c、打开储气罐的控制阀，将储气罐中压缩空气经高压风管通向气力输送管道；
d、待气力输送管道中流场稳定后，启动给料装置，将物料颗粒喷入气力输送管道中；
e、通过沿线铺设的气力输送管道中流场的作用，将矸石物料送至采空区、“三下”压煤充填区域。
本发明的煤矿井下矸石气力输送方法的设备，包括空气压缩机、储气罐、高压风管、给料装置和气力输送管道，所述的空气压缩机、储气罐、给料装置通过高压风管依次联接；所述的给料装置包括入料斗、给料器、气固喷射器和支撑架，入料斗位于给料装置的顶部，与下方的给料器联接，给料器安装于支撑架上，气固喷射器安装于给料器下方，气固喷射器左右两端分别与高压风管、气力输送管道联接；所述的气力输送管道包括依次连接的测压管、输送管和旋流发生管。
所述的旋流发生管包括无缝主钢管、快速法兰接头和无缝支钢管三部分，无缝主钢管两端设有快速法兰接头，无缝主钢管的两侧斜置焊接有不在同一个水平面上的两根无缝支钢管，无缝支钢管的端头通过软管与高压风管相连。
有益效果：由于采用上了上述技术方案，本发明利用压缩空气对煤矿井下矸石进行气力输送，将矸石物料和高压气体经气固喷射器进入气力输送管道，通过旋流发生管使颗粒分布均匀，同时由于旋流作用可使颗粒轴向速度较水平直管增大60%以上，并通过旋流发生管大大提高了系统输送矸石颗粒的能力；利用管道进行输送，系统密闭，粉尘飞扬逸出少，环境友好；输送管道能灵活布置，简化了设备工艺和配置，解决了煤矿井下矸石气力输送所存在动力消耗大和管道磨损严重的问题。其结构简单，操作方便，使用效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的煤矿井下矸石气力输送充填设备的结构主视图；
图2是本发明的煤矿井下矸石气力输送设备的给料装置的结构图；
图3是本发明的煤矿井下矸石气力输送设备的旋流发生管的俯视图；
图4是本发明的煤矿井下矸石气力输送设备的旋流发生管的左视图。
图中：1、空气压缩机；2、储气罐；3、高压风管；4、给料装置；4-1、入料斗；4-2、给料器；4-3、气固喷射器；4-4、支撑架；5、气力输送管道；5-1、测压管；5-2、输送管；5-3、旋流发生管；5-3-1、无缝主钢管；5-3-2、快速法兰接头；5-3-3、无缝支钢管。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的煤矿井下矸石气力输送方法，首先要在井下依次设置并联接空气压缩机1、储气罐2、给料装置4和通向采空区和“三下”压煤充填区域的气力输送管道5；利用空气压缩机1向储气罐2中充气，使储气罐2内气体达到设定工作压力后停止充气；当需要进行物料充填时，打开储气罐2的控制阀，将储气罐2中压缩空气经高压风管3通向气力输送管道5；待气力输送管道5中流场稳定后，启动给料装置4，将物料颗粒喷入气力输送管道5中；通过沿线铺设的气力输送管道5中流场的作用，将矸石物料送至采空区、“三下”压煤充填区域。
本发明的煤矿井下矸石气力输送设备，主要由空气压缩机1、储气罐2、高压风管3、给料装置4和气力输送管道5构成，如图1所示；所述的空气压缩机1、储气罐2、给料装置4通过高压风管3依次联接；所述的给料装置4包括入料斗4-1、给料器4-2、气固喷射器4-3和支撑架4-4，入料斗4-1位于给料装置4的顶部，与下方的给料器4-2联接，给料器4-2安装于支撑架4-4上，气固喷射器4-3安装于给料器4-2下方，如图2所示，气固喷射器4-3左右两端分别与高压风管3、气力输送管道5联接；所述的气力输送管道5包括依次连接的测压管5-1、输送管5-2和旋流发生管5-3，所述的旋流发生管5-3包括无缝主钢管5-3-1、快速法兰接头5-3-2和无缝支钢管5-3-3三部分，如图3所示；无缝主钢管5-3-1两端设有快速法兰接头5-3-2，无缝主钢管5-3-1的两侧斜置焊接有不在同一个水平面上的两根无缝支钢管5-3-3，无缝支钢管5-3-3的端头通过软管与高压风管3相连，如图4所示。

Claims (3)

1.煤矿井下矸石气力输送方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、在井下依次设置并联接空气压缩机（1）、储气罐（2）、给料装置（4）和通向采空区和“三下”压煤充填区域的气力输送管道（5）；
b、利用空气压缩机（1）向储气罐（2）中充气，使储气罐（2）内气体达到设定工作压力；
c、打开储气罐（2）的控制阀，将储气罐（2）中压缩空气经高压风管（3）通向气力输送管道（5）；
d、待气力输送管道（5）中流场稳定后，启动给料装置（4），将物料颗粒喷入气力输送管道（5）中；
e、通过沿线铺设的气力输送管道（5）中流场的作用，将矸石物料送至采空区、“三下”压煤充填区域。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下矸石气力输送方法的设备，包括空气压缩机（1）、储气罐（2）、高压风管（3）、给料装置（4）和气力输送管道（5），其特征在于：所述的空气压缩机（1）、储气罐（2）、给料装置（4）通过高压风管（3）依次联接；所述的给料装置（4）包括入料斗（4-1）、给料器（4-2）、气固喷射器（4-3）和支撑架（4-4），入料斗（4-1）位于给料装置（4）的顶部，与下方的给料器（4-2）联接，给料器（4-2）安装于支撑架（4-4）上，气固喷射器（4-3）安装于给料器（4-2）下方，气固喷射器（4-3）左右两端分别与高压风管（3）、气力输送管道（5）联接；所述的气力输送管道（5）包括依次连接的测压管（5-1）、输送管（5-2）和旋流发生管（5-3）。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下矸石气力输送设备，其特征在于：所述的旋流发生管（5-3）包括无缝主钢管（5-3-1）、快速法兰接头（5-3-2）和无缝支钢管（5-3-3）三部分，无缝主钢管（5-3-1）两端设有快速法兰接头（5-3-2），无缝主钢管（5-3-1）的两侧斜置焊接有不在同一个水平面上的两根无缝支钢管（5-3-3），无缝支钢管（5-3-3）的端头通过软管与高压风管（3）相连。
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